摘 要：智能睡眠調(diào)節(jié)椅的硬件平臺主要以家用靠背椅為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，將各種帶數(shù)據(jù)通信接口的智能傳感器集和反饋器等集成到系統(tǒng)上，融合現(xiàn)有的音樂減壓放松系統(tǒng)和睡眠檢測系統(tǒng)，使用戶由無限放松到緩慢熟睡，并根據(jù)睡眠檢測系統(tǒng)反饋的熟睡度值調(diào)節(jié)椅子狀態(tài)，由坐式緩慢調(diào)節(jié)為平躺式，讓用戶體驗最大的舒適度。

　　關(guān)鍵詞：人機交互;傳感器;調(diào)節(jié)器;睡眠檢測;智能調(diào)節(jié)

　　1 音樂減壓放松系統(tǒng)

　　目前的音樂放松系統(tǒng)[4]通過采集生理信號進行加工，實時、準確、客觀、直觀、動態(tài)地反映用戶的內(nèi)心變化狀態(tài)，并根據(jù)心理狀態(tài)提供不同的舒緩音樂，調(diào)節(jié)身心、減緩壓力，克服焦慮、抑郁、沮喪、緊張等負面情緒，平衡自主神經(jīng)系統(tǒng)，協(xié)調(diào)并提升生理綜合技術(shù)指標等功能的缺陷。 系統(tǒng)包括身心反饋調(diào)節(jié)器、電動控制器、數(shù)字播放器、音樂播放器，其中身心反饋器內(nèi)置于音樂座椅靠背部，身心反饋器同時與外置于音樂座椅前端的數(shù)字播放器和內(nèi)置于音樂座椅的音樂播放器連接，電動控制器與設(shè)置在音樂座椅外側(cè)的控制板連接。

　　(1)身心反饋調(diào)節(jié)器包括生理采集器、模塊生物轉(zhuǎn)化器和內(nèi)置于模塊生物轉(zhuǎn)化器里的身心反饋調(diào)節(jié)軟件，生理采集器與生理采集器連接。 可為用戶提供多種類、多項目、多場景的新穎獨特的訓(xùn)練方式，實時準確、客觀、直觀、動態(tài)地反映來訪人員的內(nèi)心變化狀態(tài)，可通過身心反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)檢驗來訪人員對身心調(diào)節(jié)訓(xùn)練的掌握程度，培養(yǎng)用戶能熟練掌握“調(diào)節(jié)身心、減緩壓力、提高效率”的方法，通過合理干預(yù)和強化訓(xùn)練，平衡來訪人員的自主神經(jīng)系統(tǒng)，協(xié)調(diào)并提升生理綜合技術(shù)指標。

　　(2)電動控制器由內(nèi)置雙電機組成，能單獨或同時調(diào)節(jié)背部、腿部角度，調(diào)節(jié)角度范圍為 90~180°任意調(diào)節(jié)。 通過遙控器控制椅子的升降角度，滿足用戶躺、仰、坐姿勢，角度調(diào)節(jié)范圍為靠背 90~180°。

　　(3)數(shù)字播放器為 9.7 寸觸摸液晶平板電腦，通過鈦合金支架與身心反饋器連接，數(shù)字播放器前后內(nèi)置攝像頭，自帶 16G 硬盤，支持播放音樂、電影、文字、圖片、無線上網(wǎng)、U 盤播放和電子書閱讀，并可任意調(diào)節(jié)角度。

　　2 睡眠檢測系統(tǒng)

　　2.1 系統(tǒng)主體模塊智能椅用睡眠檢測系統(tǒng)可采用現(xiàn)有的系統(tǒng)[5]，主要包含睡眠檢測端和信號處理終端，睡眠檢測端包括麥克風(fēng)傳感器和睡眠生理信號采集模塊，麥克風(fēng)傳感器的輸出端與睡眠生理信號采集模塊的輸入端連接，睡眠生理信號采集模塊的輸出端與信號處理終端無線連接。 睡眠生理信號采集模塊包括信號過濾器、信號放大器、處理器、存儲器和無線傳輸模塊，麥克風(fēng)傳感器的輸出端與信號過濾器的輸入端連接，信號過濾器的輸出端與信號放大器的輸入端連接，信號過濾器的輸出端與處理器連接。 處理器分別與存儲器、無線傳輸模塊連接，處理器通過無線傳輸模塊與信號處理終端連接。 其中，信號過濾器包括脈搏信號過濾器、呼吸信號過濾器和位移信號過濾器。

　　2.2 傳感器總體結(jié)構(gòu)智能睡眠調(diào)節(jié)椅包含睡眠深度檢測、 信號傳輸、驅(qū)動等功能。 通過對智能椅的功能分析和模塊劃分，再結(jié)合具體的研究內(nèi)容和期望控制目標，傳感器硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[6]如圖 1 所示。

　　3 智能睡眠調(diào)節(jié)椅設(shè)計

　　智能睡眠調(diào)節(jié)椅通過融入音樂減壓放松系統(tǒng)調(diào)節(jié)人的心理狀態(tài)，改善用戶因長期繃緊神經(jīng)而出現(xiàn)的焦慮、失眠、頭痛、注意力和記憶力減退等癥狀，使用戶通過主觀想象、 控制呼吸和調(diào)節(jié)肌肉緊張感等手段，降低焦慮，讓精神安定。 其結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。 身心反饋器內(nèi)置于智能睡眠調(diào)節(jié)椅靠背部，身心反饋器同時與外置于智能睡眠調(diào)節(jié)椅前端的數(shù)字播放器和內(nèi)置于智能睡眠調(diào)節(jié)椅的音樂播放器連接，電動控制器與設(shè)置在智能睡眠調(diào)節(jié)椅外側(cè)的控制板連接。 播放器為 9.7 寸觸摸液晶平板電腦， 通過鈦合金支架與身心反饋器連接。睡眠檢測系統(tǒng)包括分離設(shè)置的睡眠檢測端和信號處理終端，以及麥克風(fēng)傳感器和睡眠生理信號采集模塊，麥克風(fēng)傳感器的輸出端與睡眠生理信號采集模塊的輸入端連接，睡眠生理信號采集模塊的輸出端與信號處理終端無線連接。 睡眠檢測系統(tǒng)內(nèi)置于智能睡眠調(diào)節(jié)椅的頭部位置。 通過音樂減壓放松系統(tǒng)調(diào)節(jié)用戶的心理狀態(tài)，使用戶處于放松狀態(tài)。 在此基礎(chǔ)上融入了睡眠檢測系統(tǒng)，時刻檢測用戶的睡眠程度，準確采集用戶的熟睡度數(shù)據(jù)。 再通過對采集的數(shù)據(jù)進行分析，將分析結(jié)果傳遞給調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器接收到數(shù)據(jù)后自動調(diào)節(jié)智能椅，使睡眠者達到最舒服的狀態(tài)。

　　4 結(jié)語

　　音樂減壓放松系統(tǒng)利用聽覺、視覺通道，通過音樂、圖片、電影等媒介影響人們的心理和生理狀況，借助自我暗示的方法來調(diào)節(jié)人的情緒和行為，尤其是音樂，透過音樂的物理作用，可直接對人體內(nèi)器官產(chǎn)生共振效果。 因為聲音是一種振動，而人體本身也是由許多振動系統(tǒng)所構(gòu)成，如心臟跳動、胃腸蠕動、腦波波動等。 當(dāng)音樂與體內(nèi)器官產(chǎn)生共振時，會使人體分泌一種生理活性物質(zhì)，調(diào)節(jié)血液流動，讓人富有活力、朝氣蓬勃。 在放松中睡熟后，智能睡眠調(diào)節(jié)椅通過融合睡眠檢測系統(tǒng)檢測熟睡度，自動緩慢調(diào)節(jié)進入舒適的平躺睡眠狀態(tài)。 這種方式除了保證舒適度外，還對用戶的健康大有裨益。 而且整個設(shè)計的成本并不是太高，技術(shù)和設(shè)備也都是現(xiàn)有存在的，所以實施起來比較容易。 本文設(shè)計的智能睡眠調(diào)節(jié)椅，通過融合現(xiàn)有的音樂減壓系統(tǒng)和睡眠檢測系統(tǒng)， 不僅保證了舒適度，也有利于用戶的健康。

　　參考文獻

　　[1] 馬祖長，孫怡寧，梅濤.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J].通信學(xué)報,2004,25(4):114-124.

　　[2] 王家楨.調(diào)節(jié)器 與 執(zhí) 行 器[M].北京:清華大學(xué)出版社, 2001.

　　《智能睡眠調(diào)節(jié)椅的設(shè)計》來源：《自動化應(yīng)用》，作者：彭明蔚 ，楊國才 ，李 林。

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